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      <title>ConcurrentHashMapJava并发集合的典范 - 交互式测验</title>
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            <div class="quiz-header">
              <h1>ConcurrentHashMapJava并发集合的典范 - 交互式测验</h1>
              <p>检验你对文档内容的理解程度</p>
            </div>
            <div id="quiz-content">
                <div class="quiz-body">
                    <div class="progress-bar">
                        <div id="progress-indicator"></div>
                    </div>
                    <div id="question-container">
                      <p id="question-text"></p>
                      <ul class="options-list" id="options-list"></ul>
                    </div>
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                    <div id="hint-container" class="hint-container"></div>
                </div>
                <div class="quiz-footer" id="quiz-footer">
                  <button id="prev-btn" class="nav-btn">上一题</button>
                  <button id="hint-btn" class="nav-btn" style="background-color: #ffc107; color: #333; box-shadow: 0 4px 12px rgba(255,193,7,0.3);">提示</button>
                  <button id="next-btn" class="nav-btn">下一题</button>
                </div>
            </div>
          </div>
      </div>

      <script>
        const quizData = [
  {
    "question": "相较于JDK 7的实现，JDK 8的ConcurrentHashMap在并发控制机制上最核心的改变是什么？",
    "options": [
      "它完全废弃了锁，所有操作都依赖于volatile关键字保证线程安全。",
      "它摒弃了分段锁（Segment），转而采用了粒度更细的“CAS + synchronized锁定桶内头结点”的方案。",
      "它依然使用分段锁，但将默认的段数量从16个大幅增加到了256个，以适应更多的CPU核心。",
      "它引入了全局读写锁，允许多个读线程并发，但写操作会独占整个Map。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "JDK 8 对 ConcurrentHashMap 进行了彻底的重构，最显著的变化就是放弃了JDK 7中的分段锁（Segment）设计。取而代之的是一种更为精细的并发控制策略：在写入操作时，如果目标桶位为空，则使用CAS（Compare-And-Swap）无锁操作尝试插入；如果桶位不为空（发生哈希冲突），则使用 `synchronized` 关键字锁定该桶的头结点，从而将锁的粒度从整个“段”缩小到了单个“桶”，极大地提高了并发性能。",
    "source": "文档中「1.3 JDK 8中的CAS+Synchronized方案」部分",
    "hint": "文档中提到了三代并发Map的演进：从“全表锁”到“分段锁”，再到JDK 8的设计。思考一下JDK 8相比于前两代，在锁的范围上做了什么优化？"
  },
  {
    "question": "根据文档描述，JDK 8中ConcurrentHashMap的get操作为什么能够实现完全无锁，并且保证高性能？",
    "options": [
      "因为get操作会获取一个轻量级的读锁，它与其他读锁不冲突。",
      "因为存储数据的Node节点的value和next字段，以及table数组本身都被volatile修饰，确保了内存可见性。",
      "因为在执行get操作前，系统会暂停所有的写操作，以保证数据的一致性。",
      "因为get操作会为当前线程创建一份Map的完整快照，并在快照上进行查找。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "ConcurrentHashMap高性能读取的关键在于其无锁设计。这是通过Java内存模型中的 `volatile` 关键字实现的。`table` 数组、`Node` 节点的 `val`（值）和 `next`（下一个节点指针）都被声明为 `volatile`。这保证了一个线程对这些变量的修改会立刻对其他线程可见。因此，读线程总能看到最新的数据状态，无需加锁即可安全地遍历数据结构。",
    "source": "文档中「3.2 get操作的无锁设计」和「4.1 读操作完全无锁」部分",
    "hint": "高性能的读操作通常会避免加锁。想一想在Java并发编程中，什么机制可以在不加锁的情况下确保一个线程能看到另一个线程的修改？"
  },
  {
    "question": "在ConcurrentHashMap的扩容（resize）过程中，ForwardingNode扮演了什么关键角色？",
    "options": [
      "它是一个临时节点，用于存储那些在扩容期间无法立即迁移的键值对。",
      "它是一个特殊的红黑树节点，用于在迁移前优化长链表的结构。",
      "它是一个占位标记节点，放置在旧table的已处理桶中，用于告知其他线程该桶正在迁移，并指向新的table。",
      "它是一个锁节点，当一个桶被迁移时，它会锁定该桶，防止其他线程访问。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 2,
    "explanation": "ForwardingNode 是并发扩容机制的核心。当一个线程完成了一个桶的数据迁移后，它会在旧 `table` 的该位置上放置一个 `ForwardingNode`。这个节点有两个重要作用：1. 作为一个标记，告诉后来的其他线程（无论是来读、写还是帮助扩容的）这个桶已经被处理过了，避免重复工作。2. `ForwardingNode` 内部持有一个指向新 `table` 的引用，可以引导其他线程到新表中去查找数据或者帮助完成剩余的扩容任务。这正是多线程协作扩容得以实现的关键。",
    "source": "文档中「2.1 Node及其变种」和「3.3 resize操作的协作机制」部分",
    "hint": "想象一下一个高效的搬家团队，当一个房间的物品被搬空后，他们会留下什么标记来通知其他人，并告诉他们新家在哪里？"
  },
  {
    "question": "为了在高并发场景下高效地计算Map的大小（size），JDK 8的ConcurrentHashMap采用了什么策略来避免单一计数器的竞争问题？",
    "options": [
      "在计算size时对整个Map加全局锁，然后遍历所有元素进行计数。",
      "采用了一个基础计数值（baseCount）和在发生竞争时使用的计数单元数组（CounterCell[]），最终大小是它们的总和。",
      "size()方法提供的是一个估算值，并不保证精确，以此换取高性能。",
      "每次增删元素时，都使用CAS操作去更新一个单一的、volatile修饰的size变量。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "直接在单个计数器上进行CAS操作在高并发下依然会成为瓶颈。借鉴了 `LongAdder` 的思想，ConcurrentHashMap 采用了一种分而治之的计数策略。它维护一个基础计数值 `baseCount`，在没有并发竞争时，直接更新它。当多个线程尝试同时更新时，为了分散竞争，会初始化一个 `CounterCell` 数组，让不同的线程去更新数组中不同的 `CounterCell`。最后，`size()` 方法通过累加 `baseCount` 和所有 `CounterCell` 的值来得到总数，极大地提升了并发计数性能。",
    "source": "文档中「3.4 size计算的一致性保证」部分",
    "hint": "当很多人同时向一个收款台付款会排长队，一个有效的解决方案是什么？文档中提到了一个类似 `LongAdder` 的设计。"
  },
  {
    "question": "在什么情况下，ConcurrentHashMap会将一个哈希桶中的数据结构从链表转换为红黑树？",
    "options": [
      "只要链表长度超过阈值（TREEIFY_THRESHOLD，通常是8），就会立即进行树化。",
      "这是一个需要开发者手动调用的优化方法，默认不会自动发生。",
      "当链表长度超过阈值，并且整个table的容量也达到了一个最小阈值（MIN_TREEIFY_CAPACITY，通常是64）时，才会进行树化。",
      "当对该链表的查询操作连续失败达到一定次数时，会触发树化。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 2,
    "explanation": "将链表转换为红黑树虽然能将查询复杂度从O(n)优化到O(log n)，但树结构的维护成本更高。因此，ConcurrentHashMap采用了一个双重判断标准：首先，桶内的链表长度必须达到树化阈值（默认为8）；其次，整个哈希表（table）的容量也必须大于一个最小树化容量（默认为64）。如果表容量过小，系统会优先选择扩容（resize）来解决哈希冲突问题，因为扩容可以重新分布所有键，通常比局部树化更有效。",
    "source": "文档中「4.4 红黑树优化大哈希桶性能」部分",
    "hint": "树化操作本身是有开销的。思考一下，在什么情况下进行“扩容”可能是比“树化”更好的选择？文档中提到了两个门槛。"
  },
  {
    "question": "JDK 7中ConcurrentHashMap的“分段锁”（Segment）设计，其核心优势在于什么？",
    "options": [
      "实现了对每个键值对的独立加锁，达到了最优的锁粒度。",
      "将数据划分到不同的段（Segment），不同段上的操作可以并发执行，从而提高了整体吞吐量。",
      "通过一个全局锁来保证所有操作的绝对线程安全，简化了并发逻辑。",
      "它使得读操作完全无锁，只有写操作才需要获取段锁。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "分段锁的核心思想是“化整为零”。它没有使用一个全局锁来锁住整个Map，而是将内部数据结构在逻辑上划分为多个独立的段（Segment），每个段都拥有自己的锁（一个 `ReentrantLock`）。当一个线程需要操作某个数据时，它只需要获取该数据所在段的锁，而不会影响其他线程对其他段的操作。这就好比将一个只有一个收费口的高速公路，改造成了有16个收费口，大大提高了并发通行的能力。",
    "source": "文档中「1.2 JDK 7中的分段锁设计」部分",
    "hint": "“分段”这个词本身就暗示了一种分割和隔离的思想。这种设计如何提升并发效率？"
  },
  {
    "question": "根据文档中对putVal方法的分析，当一个线程尝试向一个非空的桶中插入数据时，它首先会采取什么操作来保证线程安全？",
    "options": [
      "使用CAS操作尝试替换桶的头结点。",
      "对整个table数组加锁。",
      "使用 `synchronized` 关键字锁定该桶的头结点。",
      "创建一个该桶链表的副本，在副本上修改后用CAS替换回去。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 2,
    "explanation": "当put操作定位到的桶（bucket）不为空时，意味着发生了哈希冲突。此时，为了安全地修改桶内的链表或红黑树，线程会使用 `synchronized (f)` 的方式，其中 `f` 就是该桶的第一个节点（头结点）。通过锁定头结点，可以确保在同一时刻只有一个线程能修改这个桶的数据结构，从而保证了操作的原子性和线程安全。这种只锁定必要部分的策略是JDK 8实现高性能的关键。",
    "source": "文档中「2.3 头结点锁定机制」部分",
    "hint": "当多个线程想修改同一个链表时，最简单的加锁方式是什么？文档中的 `putVal` 源码片段展示了这一关键操作。"
  }
];
        console.log("Quiz Data:", JSON.parse(JSON.stringify(quizData))); // 添加这行用于调试，以可展开的JSON格式输出
        
        let currentQuestionIndex = 0;
        let score = 0;
        // 存储每个问题的回答状态
        const userAnswers = new Array(quizData.length).fill(null); 

        const questionTextEl = document.getElementById('question-text');
        const optionsListEl = document.getElementById('options-list');
        const resultContainerEl = document.getElementById('result-container');
        const quizContentEl = document.getElementById('quiz-content');
        const progressIndicatorEl = document.getElementById('progress-indicator');
        const prevBtn = document.getElementById('prev-btn');
        const nextBtn = document.getElementById('next-btn');
        const hintBtn = document.getElementById('hint-btn');
        const hintContainerEl = document.getElementById('hint-container');

        function loadQuestion() {
          resultContainerEl.innerHTML = '';
          optionsListEl.innerHTML = '';
          hintContainerEl.style.display = 'none'; // 隐藏提示
          
          if (currentQuestionIndex >= quizData.length) {
            showFinalScore();
            return;
          }

          updateProgress();

          const currentQuestion = quizData[currentQuestionIndex];
          questionTextEl.textContent = `(${currentQuestionIndex + 1}/${quizData.length}) ${currentQuestion.question}`;
          
          currentQuestion.options.forEach((optionText, index) => {
            const li = document.createElement('li');
            li.className = 'option-item';
            li.textContent = optionText;
            li.dataset.index = index; // Store index in a data attribute
            // 如果这道题已经回答过，恢复状态
            if (userAnswers[currentQuestionIndex] !== null) {
                if (index === userAnswers[currentQuestionIndex]) {
                    li.classList.add('selected');
                }
            }
            optionsListEl.appendChild(li);
          });

          // 如果已经回答过，直接显示结果
          if (userAnswers[currentQuestionIndex] !== null) {
              const isCorrect = userAnswers[currentQuestionIndex] === currentQuestion.correctAnswerIndex;
              showResult(isCorrect, currentQuestion);
          }
          
          updateNavigationButtons();
          updateProgress();
        }

        function selectOption(optionIndex) {
            userAnswers[currentQuestionIndex] = optionIndex;
            const currentQuestion = quizData[currentQuestionIndex];
            const isCorrect = optionIndex === currentQuestion.correctAnswerIndex;

            // 重新计算分数
            score = userAnswers.reduce((acc, answer, index) => {
                return answer === quizData[index].correctAnswerIndex ? acc + 1 : acc;
            }, 0);

            showResult(isCorrect, currentQuestion);
            updateNavigationButtons();
        }
        
        function updateProgress() {
            const answeredQuestions = userAnswers.filter(answer => answer !== null).length;
            const progressPercentage = (answeredQuestions / quizData.length) * 100;
            progressIndicatorEl.style.width = `${progressPercentage}%`;
        }
        
        function updateNavigationButtons() {
            prevBtn.style.display = 'block';
            nextBtn.style.display = 'block';
            hintBtn.style.display = 'block'; // 显示提示按钮

            prevBtn.disabled = currentQuestionIndex === 0;
            nextBtn.disabled = false; // 最后一题时，下一题按钮不禁用，而是用于显示报告
            nextBtn.textContent = (currentQuestionIndex === quizData.length - 1) ? '查看报告' : '下一题';
            
            // 如果当前问题没有提示，则禁用提示按钮并隐藏提示内容
            if (!quizData[currentQuestionIndex].hint) {
                hintBtn.disabled = true;
                hintContainerEl.style.display = 'none';
                hintContainerEl.textContent = ''; // 清除旧的提示内容
            } else {
                hintBtn.disabled = false;
            }
        }

        function showResult(isCorrect, questionData) {
            resultContainerEl.innerHTML = ''; // 清空之前的结果
            const resultBox = document.createElement('div');
            resultBox.className = `result-box ${isCorrect ? 'correct' : 'incorrect'}`;
            
            let html = `<h3>${isCorrect ? '回答正确！' : '回答错误'}</h3>`;
            if (!isCorrect) {
                html += `<p><strong>正确答案是：</strong> ${questionData.options[questionData.correctAnswerIndex]}</p>`;
            }
            html += `<div class="explanation-text">${questionData.explanation}</div>`;
            html += `<div class="source-text">来源: ${questionData.source}</div>`;
            
            resultBox.innerHTML = html;
            resultContainerEl.appendChild(resultBox);

            // 禁用所有选项的点击事件，并高亮正确/错误答案
            Array.from(optionsListEl.children).forEach((child, index) => {
                child.style.pointerEvents = 'none';
                // 高亮正确答案
                if (index === questionData.correctAnswerIndex) {
                    child.classList.add('correct'); // 需要添加CSS样式
                    child.style.backgroundColor = '#d4edda';
                    child.style.borderColor = '#c3e6cb';
                }
                // 如果选错了，高亮错误选项
                if (!isCorrect && index === userAnswers[currentQuestionIndex]) {
                    child.classList.add('incorrect'); // 需要添加CSS样式
                    child.style.backgroundColor = '#f8d7da';
                    child.style.borderColor = '#f5c6cb';
                }
            });
        }

        function goToNextQuestion() {
            if (currentQuestionIndex < quizData.length - 1) {
                currentQuestionIndex++;
                loadQuestion();
            } else {
                showFinalScore();
            }
        }

        function goToPreviousQuestion() {
            if (currentQuestionIndex > 0) {
                currentQuestionIndex--;
                loadQuestion();
            }
        }
        
        function showHint() {
            const currentQuestion = quizData[currentQuestionIndex];
            if (currentQuestion.hint) {
                hintContainerEl.textContent = currentQuestion.hint;
                hintContainerEl.style.display = 'block';
            } else {
                hintContainerEl.style.display = 'none';
            }
        }

        function showFinalScore() {
            document.querySelector('.quiz-body').style.display = 'none';
            document.getElementById('quiz-footer').style.display = 'none';

            const correctCount = score;
            const totalQuestions = quizData.length;
            const answeredCount = userAnswers.filter(a => a !== null).length;
            const wrongCount = answeredCount - correctCount;
            const skippedCount = totalQuestions - answeredCount;
            const accuracy = totalQuestions > 0 ? Math.round((correctCount / totalQuestions) * 100) : 0;
            const errorRate = totalQuestions > 0 ? Math.round((wrongCount / totalQuestions) * 100) : 0;

            const finalScoreHtml =
                '<div class="final-score-container">' +
                '<h2>答题报告</h2>' +
                '<div class="score-summary">' +
                '<div class="score-card">' +
                '<h3>得分</h3>' +
                '<p>' + correctCount + ' / ' + totalQuestions + '</p>' +
                '</div>' +
                '<div class="score-card">' +
                '<h3>正确率</h3>' +
                '<p>' + accuracy + '%</p>' +
                '</div>' +
                '<div class="score-card">' +
                '<h3>错误率</h3>' +
                '<p>' + errorRate + '%</p>' +
                '</div>' +
                '<div class="score-card score-details">' +
                '<table>' +
                '<tr><td>正确</td><td>' + correctCount + '</td></tr>' +
                '<tr><td>错误</td><td>' + wrongCount + '</td></tr>' +
                '<tr><td>未答</td><td>' + skippedCount + '</td></tr>' +
                '</table>' +
                '</div>' +
                '</div>' +
                '<div class="report-actions">' +
                '<button id="review-btn">回顾测验</button>' +
                '<button class="primary" onclick="location.reload()">再试一次</button>' +
                '</div>' +
                '</div>';

            let reportEl = document.querySelector('.final-score-container');
            if (reportEl) {
                reportEl.remove();
            }
            quizContentEl.insertAdjacentHTML('beforeend', finalScoreHtml);
            document.getElementById('review-btn').addEventListener('click', reviewQuiz);
        }

        function reviewQuiz() {
            const reportEl = document.querySelector('.final-score-container');
            if (reportEl) {
                reportEl.remove();
            }

            document.querySelector('.quiz-body').style.display = 'block';
            document.getElementById('quiz-footer').style.display = 'flex';
            
            currentQuestionIndex = 0;
            loadQuestion();
            updateNavigationButtons(); // Ensure nav buttons are correctly displayed
        }

        // Event Delegation for options
        optionsListEl.addEventListener('click', (event) => {
            if (event.target && event.target.matches('li.option-item')) {
                // Check if the question has already been answered
                if (userAnswers[currentQuestionIndex] === null) {
                    const selectedIndex = parseInt(event.target.dataset.index, 10);
                    selectOption(selectedIndex);
                }
            }
        });

        prevBtn.addEventListener('click', goToPreviousQuestion);
        nextBtn.addEventListener('click', goToNextQuestion);
        hintBtn.addEventListener('click', showHint);
        
        // 初始加载
        loadQuestion();
      </script>
    </body>
    </html>
  